CN210668681U - 双定向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双定向天线，包括介质板、铺设于所述介质板一面的辐射部和铺设于所述介质板另一面的馈电部，所述辐射部包括两个Vivaldi振子，两个所述Vivaldi振子沿所述介质板的纵向相背设置，且两所述Vivaldi振子的辐射槽之间具有一定间距，所述馈电部包括两个分别与两所述Vivaldi振子十字交叉耦合的馈电巴伦。本实用新型将两个Vivaldi振子以一定间距相背设置来作为双定向天线的辐射部，不但具有很好的端射特性，同时可以实现很宽的频带。再者，天线低剖面的结构在室外覆盖时能承受更高的风阻额，而且省去了传统方式大量的支撑结构、焊接点，简化了安装工序。

Description

双定向天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线结构，尤其涉及一种双定向天线。

背景技术

现有的双定向天线一般有两种形式，一，两个定向背靠背连接，这种天线增益偏低，带宽很窄，一般只能做窄带的应用，在应用场合上由于风阻面积较大，应用受限；二，采用两个对数周期单元形式，这类天线目前带宽一般能做到698－2700MHz，频率再扩展时难以向高频拓展，如3300－6000MHz频段对数单元的尺寸太过精细很难与698－2700MHz这段频段的单元连接在一起，另外增益在频带的边缘下降的比较严重。

故，急需一种可解决上述问题的新型双定向天线。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双定向天线，端射特性、频带宽，应用场合广，风阻面积小。

为了实现上有目的，本实用新型公开了一种双定向天线，包括一纵向的介质板、铺设于所述介质板一面的辐射部和铺设于所述介质板另一面的馈电部，所述辐射部包括两个Vivaldi振子，两个所述Vivaldi振子沿所述介质板的纵向相背设置，且两所述Vivaldi振子的辐射槽之间具有一定间距，所述馈电部包括两个分别与两所述Vivaldi振子十字交叉耦合的馈电巴伦。

与现有技术相比，本实用新型将两个Vivaldi振子以一定间距相背设置来作为双定向天线的辐射部，不但具有很好的端射特性，同时可以实现很宽的频带。经试验，本实用新型可实现了617-6000MHz的带宽，使得天线在兼容了原有的3G，4G，并拓宽至现在的5G系统的带宽需求，同时具备了兼容4800-6000MHz内的WiFi通信的需求，采用两组Vivaldi振子实现的双定向的辐射特性，在覆盖长走廊，地下停车场，或者室外的马路覆盖，具有很好的实际效果，同时天线低剖面的结构在室外覆盖时能承受更高的风阻。再者，本实用新型省去了传统方式大量的支撑结构、焊接点，简化了安装工序，形成了单元与网络的一体化，极大的提高了天线振子一致性，有助于提高生产效率。

较佳地，所述辐射部还包括两个反射臂，两所述反射臂形成于所述介质板的两相对纵向侧并与两所述Vivaldi振子的辐射槽之间的位置相对。反射臂在两Vivaldi振子之间，隔离了两Vivaldi振子的部分区域，在低频段时vivaldi振子前后比较差，此时，反射臂对增加低频的前后比有一定的作用，同时两个vivaldi振子合路时，可有效减少相互间的互藕影响。

较佳地，两所述Vivaldi振子形成于一块纵向的辐射板上，且每一所述Vivaldi振子的辐射槽包括开设于所述辐射板上并且末端沿所述辐射板的纵向延伸至所述辐射板横向边沿的辐射槽主体、与所述辐射槽主体前端相连的矩形槽线、与所述矩形槽线的另一端相连的谐振腔，两所述Vivaldi振子的谐振腔之间具有一定间距以形成中间辐射部，两所述馈电巴伦呈微带状并分别与两所述Vivaldi振子的矩形槽线十字交叉耦合。馈电巴伦是一种微带线的形式与矩形槽线形成十字交叉，能量通过这种交叉耦合的结构传输到矩形槽线上。谐振腔在Vivaldi振子上起到了开路作用，选择适当的尺寸可以在很宽的频带内实现阻抗匹配，能量通过矩形槽线传输到具有指数曲线的辐射槽主体内，辐射槽主体中槽线最宽和槽线最窄位置决定了对应的最低工作频率和最高工作频率。

更佳地，所述辐射板的两相对纵向边沿上位于所述中间辐射部的位置分别开设有具有预设间距且沿横向延伸的两长槽，位于同一纵向边沿上的两所述长槽之间形成一反射臂。即，所述反射臂形成于两所述长槽之间。

更佳地，所述辐射板的两相对纵向边沿与所述辐射槽主体对应的位置分别开设有与所述辐射槽主体配合的扼流槽线。扼流槽线用来抑制电流回流，让表面电流集中在扼流槽线附近，扼流槽线的长度对应于工作频率的各个频率的四分之一波长，抑制电流回流会使得频带内辐射方向图副瓣降低，从而有效提高工作频带内的增益。

具体地，所述谐振腔为圆形腔。

具体地，所述辐射槽主体由前端向末端逐渐扩展，以使所述辐射槽主体呈喇叭状。

较佳地，所述馈电巴伦的末端设有一个扇形枝节。

较佳地，所述双定向天线还包括功分网络，所述功分网络分别与两所述馈电巴伦的前端相连并输出所述馈电巴伦的馈电信号。能量从功分网络进去一分为二，进入左右镜像分布的两个Vivaldi振子的馈电巴伦。

附图说明

图1是本实用新型所述双定向天线的立体结构示意图。

图2是本实用新型所述双定向天线的分解示意图。

图3是本实用新型所述辐射部安装于介质板上的示意图。

图4是本实用新型馈电部安装于介质板上的示意图。

图5是本实用新型所述双定向天线的透视图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参考图1至图5，本实用新型公开了一种双定向天线100，包括纵向的介质板10、铺设于所述介质板10一面的辐射部20和铺设于所述介质板10另一面的馈电部50，所述辐射部20包括两个Vivaldi振子30，两个所述Vivaldi振子30沿所述介质板10的纵向相背设置，且两所述Vivaldi振子30的辐射槽(31、32、33)之间具有一定间距，所述馈电部50包括两个分别与两所述Vivaldi振子30十字交叉耦合的馈电巴伦51。其中，辐射部和馈电部50为粘贴或者采用其他方式铺设于所述介质板10两侧的金属导体。

参考图1、图2、图3和图5，所述辐射部20还包括两个反射臂40，两所述反射臂40形成于所述介质板10的两相对纵向侧并与两所述Vivaldi振子30的辐射槽之间的位置相对。反射臂40在两Vivaldi振子30之间，隔离了两Vivaldi振子30的部分区域，在低频段时Vivaldi振子30前后比较差，此时，反射臂40对增加低频的前后比有一定的作用，同时两个Vivaldi振子30合路时，可有效减少相互间的互藕影响。

参考图2和图3，两所述Vivaldi振子30形成于一块辐射板上，且每一所述Vivaldi振子30的辐射槽包括开设于所述辐射板上并且末端沿所述辐射板的纵向延伸至所述辐射板横向边沿的辐射槽主体31、与所述辐射槽主体31前端相连的矩形槽线32、与所述矩形槽线32的另一端相连的谐振腔33，两所述Vivaldi振子30的谐振腔33之间具有一定间距以形成中间辐射部。参考图2和图4，两所述馈电巴伦51呈微带状并分别与两所述Vivaldi振子30的矩形槽线十字交叉耦合。馈电巴伦51是一种微带线的形式与矩形槽线32形成十字交叉，能量通过这种交叉耦合的结构传输到矩形槽线32上。本实施例中，所述谐振腔33为圆形腔。所述辐射槽主体31由前端向末端逐渐扩展，以使所述辐射槽主体31呈喇叭状。

本实施例中，介质板10为长方形，辐射板为长方形。介质板10的纵向边沿为长边，纵向侧为长边所在侧，横向边沿为短边，横向侧为短边所在侧，纵向为顺着长边的方向，横向为顺着短边的方向。辐射板的的纵向边沿为长边，纵向侧为长边所在侧，横向边沿为短边，横向侧为短边所在侧，纵向为顺着长边的方向，横向为顺着短边的方向。辐射板同向设于所述介质板10上，并使得所述辐射板的纵向与所述介质板10的纵向同向设置。

参考图2和图3，所述中间辐射部的两相对纵向边沿分别沿横向开设有具有预设间距的两长槽41，所述反射臂40形成于同一纵向边沿的两所述长槽41之间。

参考图2和图3，，所述辐射板的两相对纵向边沿与所述辐射槽主体31对应的位置分别开设有与所述辐射槽主体31配合的扼流槽线34。扼流槽线34用来抑制电流回流，让表面电流集中在扼流槽线34附近，扼流槽线34的长度对应于工作频率的各个频率的四分之一波长，抑制电流回流会使得频带内辐射方向图副瓣降低，从而有效提高工作频带内的增益。

参考图2、图4和图5，所述馈电巴伦51的末端设有一个扇形枝节52。所述双定向天线100还包括功分网络53，所述功分网络53分别与两所述馈电巴伦51的前端相连并输出所述馈电巴伦51的馈电信号。能量从功分网络53进去一分为二，进入左右镜像分布的两个Vivaldi振子30对应的馈电巴伦51。

其中，馈电巴伦51、扇形枝节52和功分网络53由具有良好的导电特性的金属导体构成。辐射板由具有良好导电特性的金属导体构成。上述金属导体可由PCB材质的铜箔构成，或者由铝片或者铜片冲压而成。6.介质板由具有一定介电常数的介质板构成，如聚四氟乙烯，或者ABS，同时考虑高频损耗问题，损耗角正切要小，尽量避免采用FR4环氧板。

参考图5，馈电巴伦51与矩形槽线32形成十字交叉馈电，能量通过这种交叉耦合的结构传输到矩形槽线32上，扇形枝节52形成一个宽带的短路作用，能量一边从矩形槽线32传输到一端接谐振腔33，谐振腔33起到开路作用，选择适当的尺寸可以在很宽的频带内实现阻抗匹配，能量通过矩形槽线32另一端传输到具有指数曲线的辐射槽主体31内，辐射槽主体31槽线最宽和槽线最窄位置决定了对应的最低工作频率和最高工作频率，本实用新型的辐射槽主体31开口尺寸在3mm到180mm，兼顾到低频617MHz-6000MHz。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种双定向天线，其特征在于：包括一纵向的介质板、铺设于所述介质板一面的辐射部和铺设于所述介质板另一面的馈电部，所述辐射部包括两个Vivaldi振子，两个所述Vivaldi振子沿所述介质板的纵向相背设置，且两所述Vivaldi振子的辐射槽之间具有一定间距，所述馈电部包括两个分别与两所述Vivaldi振子十字交叉耦合的馈电巴伦。

2.如权利要求1所述的双定向天线，其特征在于：所述辐射部还包括两个反射臂，两所述反射臂形成于所述介质板的两相对纵向侧并与两所述Vivaldi振子的辐射槽之间的位置相对。

3.如权利要求1所述的双定向天线，其特征在于：两所述Vivaldi振子形成于一块纵向的辐射板上，且每一所述Vivaldi振子的辐射槽包括开设于所述辐射板上并且末端沿所述辐射板的纵向延伸至所述辐射板横向边沿的辐射槽主体、与所述辐射槽主体前端相连的矩形槽线、与所述矩形槽线的另一端相连的谐振腔，两所述Vivaldi振子的谐振腔之间具有一定间距以形成中间辐射部，两所述馈电巴伦呈微带状并分别与两所述Vivaldi振子的矩形槽线十字交叉耦合。

4.如权利要求3所述的双定向天线，其特征在于：所述辐射板的两相对纵向边沿上位于所述中间辐射部的位置分别开设有具有预设间距且沿横向延伸的两长槽，位于同一纵向边沿上的两所述长槽之间形成一反射臂。

5.如权利要求3所述的双定向天线，其特征在于：所述辐射板的两相对纵向边沿与所述辐射槽主体对应的位置分别开设有与所述辐射槽主体配合的扼流槽线。

6.如权利要求3所述的双定向天线，其特征在于：所述谐振腔为圆形腔。

7.如权利要求3所述的双定向天线，其特征在于：所述辐射槽主体由前端向末端逐渐扩展，以使所述辐射槽主体呈喇叭状。

8.如权利要求1所述的双定向天线，其特征在于：所述馈电巴伦的末端设有一个扇形枝节。

9.如权利要求1所述的双定向天线，其特征在于：还包括功分网络，所述功分网络分别与两所述馈电巴伦的前端相连并输出所述馈电巴伦的馈电信号。

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